Теория, методы и средства комплексного электрорезистивного диагностирования подшипников качения

• Автор: Подмастерьев, Константин Валентинович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 393 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. КОМПЛЕКСНОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

1.1 Подшипник качения как объект диагностирования

1.2 Этапы диагностирования подшипников и их задачи

1.2.1 Основные этапы диагностирования

1.2.2 Входной контроль новых подшипников

1.2.3 Диагностирование опор при проведении механосборочных работ

1.2.4 Дефектация бывших в эксплуатации подшипников и узлов

1.2.5 Функциональное диагностирование опор при эксплуатации машин и механизмов, проведении трибологических исследований и испытаний
1.2.6 Обобщение результатов анализа
1.3 Методы диагностирования подшипников качения
1.4 Состояние смазки в зонах трения деталей подшипника как комплексный критерий оценки его технического состояния
1.4.1 Характеристики режима смазки в подшипнике и факторы, его определяющие
1.4.2 Влияние состояния смазки на долговечность подшипника
1.5 Анализ электрических методов диагностирования
1.5.1 Эквивалентные электрические схемы замещения подшипника качения
1.5.2 Анализ генераторных методов
1.5.3. Анализ электропараметрических методов
1.6 Выбор диагностических признаков и параметров, постановка задач исследования
1.7 Выводы

ГЛАВА 2. ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МИКРОКОНТАКТИРОВАНИЯ В ПОДШИПНИКЕ КАЧЕНИЯ
2.1 Математическая модель микроконтактирования в подшипнике
2.1.1 Задачи и общие подходы к моделированию
2.1.2 Моделирование геометрии рабочих поверхностей
2.1.3 Вероятность микроконтактирования в подшипнике
2.1.4 Толщина смазочной пленки в контактных зонах
2.1.5 Нагрузка в контактных зонах
2.1.6 Обобщенная диагностическая модель
2.2 Влияние локальных дефектов и шероховатости рабочих поверхностей на вероятность микроконтактирования в подшипнике
2.3 Влияние регулярных отклонений макрогеометрии рабочих поверхностей на вероятность микроконтактирования в подшипнике
2.3.1 Общие подходы к исследованию
2.3.2 Влияние отклонений макрогеометрии дорожки качения на распределение нагрузки между телами качения
2.3.3 Влияние отклонений макрогеометрии дорожек качения на толщину смазочной пленки в зонах трения
2.3.4 Влияние отклонений макрогеометрии дорожек качения на функцию изменения вероятности микроконтактирования
2.4 Выводы
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОРЕЗИСТИВНЫХ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
3.1 Общие положения принципов выделения информации при разработке методов
3.2 Принципы диагностирования и параметры при поиске локальных дефектов рабочих поверхностей
3.3 Принципы диагностирования и параметры при оценке макроотклонений дорожек качения
3.3.1 Контроль дорожки качения местно нагруженного кольца

3.3.2 Контроль дорожки качения циркуляционно нагруженного
кольца
3.4. Принципы диагностирования и параметры при комплексной оценке

состояния подшипника
3.4.1 Принцип комплексной оценки состояния подшипника
3.4.2 Сравнительный анализ параметров
3.4.3 Синтез диагностических параметров
3.5 Оценки диагностических параметров
3.6 Выделение информации о состоянии подшипника в узле
3.6.1 Постановка задачи и классификация возможных способов ее решения
3.6.2 Выделение информации о состоянии подшипника при измерении диагностических параметров узла
3.6.3 Измерение диагностических параметров подшипника в узле
3.7 Выводы
ГЛАВА 4 МЕТОД И СРЕДСТВА ПОИСКА ЛОКАЛЬНЫХ
ДЕФЕКТОВ
4.1 Классификация алгоритмов поиска дефектов
4.2 Тестовое диагностирование с непрерывным последовательным сканированием за счет изменения положения поверхности
4.2.1 Поиск дефектов дорожек качения колец
4.2.2 Поиск дефектов тел качения
4.2.3 Средства диагностирования
4.3 Тестовое диагностирование с непрерывным последовательным сканированием за счет изменения направления нагрузки
4.3.1 Сущность алгоритма
4.3.2 Средства диагностирования
4.4 Тестовое диагностирование с дискретным зональным сканированием
4.4.1 Сущность дискретного сканирования

оценка состояния опоры качения [3, 15, 21, 25, 26, 50, 77], а средства диагностирования универсальны и могут эффективно использоваться для экспресс-диагностирования, при создании систем аварийной сигнализации [21] и оценки качества сборки узлов [19]. Нередко по температуре определяют другие диагностические признаки, непосредственная оценка которых затруднена. Так, например, по тепловыделению в подшипнике за определенное время оценивают Мтр [78], по температуре элементов конструкции определяют состояние смазки [79], а исследуя температурное поле по торцу наружного кольца, определяют нагрузку опоры узла [80].
Указанные преимущества обуславливают широкое применение и определенное развитие тепловых методов за последние годы (5 % изобретений). Наиболее интенсивно работы проводятся во ВНИПП, в ГосНИИГА, МГТУ им. Н.Э. Баумана, ОрелГТУ. Направления развития - определение температуры непосредственно в зонах трения, совместное использование тепловых параметров с параметрами других групп, в частности с электрическими [81], исследование тепловых полей и параметров флуктуаций температуры [82].
Отметим, что большая инерционность, зависимость результатов диагностирования от условий теплоотдачи, слабая корреляционная связь с дефектами ограничивают область применения тепловых методов [3, 15] (по данным [83] увеличение степени износа рабочих поверхностей может привести даже к снижению температуры). Следовательно, данный признак также имеет ограниченную эффективность использования в качестве универсального критерия комплексной оценки состояния подшипников качения.
Кинематические методы. Согласно кинематике подшипника частоты вращения кольца, сепаратора и тел качения пропорциональны [84]. За счет проскальзывания в зонах трения, зависящего от состояния подшипника, пропорциональность нарушается. Это явление положено в основу кинематических методов, при реализации которых определяют, по сути дела, отношение указанных частот или угол контакта [3]. В качестве диагностических параметров используют отношение частот вращения сепаратора и кольца [58, 85],